干货详解园林地形与土方工程施工

概述

一、术语

坡向：地表倾斜面的朝向，阴坡阳坡

坡度：地表倾斜的程度陡坡缓坡

I =h/L 式中 I ---坡度（％）; h ---高差（m）; L ---水平间距（m）

坡角：坡面与水平地面的夹角

地貌：地球表面自然面貌起伏状态如山地，丘陵，平原等

地形：地面上各种高低起伏的形状

等高线: 将地面上标高相同的点相连接而成的直线或曲线称为等高线。

二、场地竖向排水坡度控制 %

场地种类最大最小最适

草坪 33 1.0 1.5-10

运动草坪 2 0.5 1

栽植地表视土质而定 0.5 3-5

铺装场地:平原 1 0.3

铺装场地:丘陵 3 0.3

为安全起见, 广场的纵坡应小于 7％,横坡不大2％；停车场的最大坡度不大于2.5%；一般园路的坡度不宜超过8％。超过此值应设台阶,台阶应集中设置。为了游人行走安全,避免设置单级台阶。

三、地形表示方法：等高线法（含点标高）

等高线法

等高线是一组垂直间距相等、平行于水平面的假想面,与自然地貌相交切所得到的交线在平面上的投影。给这组投影线标注上相应的数值,便可用它在图纸上表示地形的高低陡缓、峰峦位置、坡谷走向及溪池的深度等内容。

四、等高线性质

A、在同一条等高线上的所有的点，其高程都相等。

B、每一条等高线都是闭合的。由于园界或图框的限制,在图纸上不一定每根等高线都能闭合,但实际上它们还是闭合的。

C、等高线的水平间距的大小,表示地形的缓或陡。如疏则缓,密则陡。等高线的间距相等,表示该坡面的角度相同,如果该组等高线平直,则表示该地形是一处平整过的同一坡度的斜坡。

D、等高线一般不相交或重叠,只有在悬崖处等高线才可能出现相交情况。在某些垂直于地平面的峭壁、地坎或挡土墙驳岸处等高线才会重合在一起。

E、等高线在图纸上不能直穿横过河谷、堤岸和道路等；由于以上地形单元或构筑物在高程上高出或低陷于周围地面,所以等高线在接近低于地面的河谷时转向上游延伸,而后穿越河床,再向下游走出河谷；如遇高于地面的堤岸或路堤时等高线则转向下方,横过堤顶再转向上方而后走向另一侧。

五、等高线法求两相邻等高线之间任意点高程

设等高差为h；等高线a-a的高程为Ha；等高线b-b的高程为Hb；相邻等高线之间某点高程为Hx；某点到低边等高线的距离为X；相邻等高线之间最小距离为L。

六、地形处理

1.平垫沟谷

在园林建设过程中,有些沟谷地段须垫平。平垫这类场地的设计，可以用平直的设计等高线和拟平垫部分的同值等连接。其连接点就是不挖不填的点,也叫“零点”；这些相邻点的联线，叫做“零点线”，也就是垫土的范围。

2.削平山脊

将山脊铲平的设计方法和平垫沟谷的方法相同,只是设计等高线所切割的原地形等高线方向正好相反。

3.园路等高线绘制

园路的平面位置,纵、横坡度，折点的位置及标高经设计确定后,便可按坡度公式确定设计等高线在图面上的位置、间距等,并处理好与周围地形的竖向关系。

4.土方工程量因素:

1).整个园基的地形是否遵循“因地制宜”这一至关重要的原则。公园地形应顺自然,充分利用原地形,宜山则山，宜水则水。

2).园林建筑和地形的结合情况。园林建筑、地坪的处理方式,以及建筑和其周围环竟的联系,直接影响着土方工程,从图看,a的土方工程量最大,b其次,而d又次,c最少。可见园林中的建筑如能紧密结合地形,建筑体型或组合能随形就势,就可以少动土。

大凡园筑,必先动土。动土范围很广,或凿水筑山,或场地平整,或挖沟埋管,或开槽铺路等，对地形整理和改造的过程称为土方工程。

挖基坑、基槽、挖湖堆山、平整场地等----土方工程（基础先行工程）

七、土壤的工程性质及工程分类

土壤的工程性质对土方工程的稳定性、施工方法、工程量及工程投资有很大关系,也涉及到工程设计、施工技术和施工组织的安排。因此,对土壤的这些性质要进行研究并掌握它,以下是土壤的几种主要的工程性质:

1.土壤的容重

单位体积内天然状况下的土壤重量,单位为kg/m3,土壤容重的大小直接影响着施工的难易程度,容重越大挖掘越难,在土方施工中把土壤分为松土、半坚土、坚土等类,所以施工中施工技术和定额应根据具体的土壤类别来制定(土壤容重表）。

2.土壤的自然倾斜角(安息角)

土壤的自然倾斜角(安息角) 土壤自然堆积,经沉落稳定后的表面与地平面所形成的夹角,就是士壤的自然倾斜角,以α表示。在工程设计时,为了使工程稳定,其边坡坡度数值应参考相应土壤的自然倾斜角的数值,土壤自然倾斜角还受到其含水量的影响。

▲土壤的自然倾斜角

▲ 坡度

▲ 分层坡度

土方工程不论是挖方或填方都要求有稳定的边坡。进行土方工程施工时,应该结合工程本身的要求(如:填方或挖方,永久性或临时性)以及当地的具体条件(如:土壤的种类及分层情况、压力情况等)使挖方或填方的坡度合乎技术规范的要求,如情况在规范之外,则须进行实地测试来决定。

土方工程的边坡坡度以其高和水平距之比表示。

边坡坡度=h/L=tgα

工程界习惯以1:M表示,M是坡度系数。

1：M=1：L/h，所以，坡度系数是边坡坡度的倒数，例坡度1：3的边坡也可说坡度系数M=3的边坡。

在高填或深挖时，应考虑土壤各层分布的一土层中土壤所受压力的变化。根据其压力变化根据其压力变化采取相应的边坡坡度。

3.土壤含水量

土壤的含水量是土壤孔隙中的水重和土壤颗粒重的比值。

土壤含水量在5％内称干土，在30％以内称潮土，大于30%称湿土。

土壤含水量的多少,对土方施工的难易也有直接的影响,土壤含水量过小,土质过于坚实,不易挖掘。含水量过大,土壤易泥泞,也不利施工,人力或机械施工,工效均降低。以粘土为例含水量在30%以内最易挖掘,若含水量过大时,则其本身性质发生很大变化,并丧失其稳定性,此时无论是填方或挖方其坡度都显著下降,因此含水量过大的土壤不宜做回填之用。

4.土壤的相对密实度是用来表示土壤在填筑后的密实程度

可用下列公式表达：

D=(ε1-ε2)/ (ε1-ε3)

式中

D---土壤相对密实度

ε1---填土在最松散状况下的孔隙比;

ε2---经辗压或夯实后的土壤孔隙比;

ε3---最密实情况下土壤孔隙比。

（注：孔隙比是指土壤空隙的体积与固体颗粒体积的比值）

在填方工程中土壤的相对密实度是检查土壤施工中密实程度的标准，为了使土壤达到设计要求的密实度可以采用人力夯实或机械夯实。一般采用机械压实，其密实度可达95％，人力夯实在87%左右。大面积填方如堆山等,通常不加夯压,而是借土壤的自重慢慢沉落,久而久之也可达到一定的密实度。

5.土壤的可松性

土壤经挖掘后,其原有紧密结构遭到破坏,土体松散而使体积增的性质。这一性质以土方工程的挖土和填土量的计算以及运输等都有很大关系。

土壤可松性可用下列式子表示:

1)最初可松性系数

Kp=开挖后土壤的松散体积V2/开挖前土壤的自然体积V1

2)最后可松性系数

K’p=运至填方区夯实后土壤的体积V3/开挖前土壤的自然体V1 根据体积增加的百分比而言,可用下式表示:

①最初体积增加百分比=(V2-V1)/V1×100%=(Kp-1)× 100%

②最后体积增加百分比=（V3-V1）/V1×100%

各种土壤体积增加的百分比及其可松性系数。

地形施工前的准备

一、清理场地

在施工场地范围内，凡有碍工程的开展或影响工程稳定的地面物和地下物都应该清理。（工程量》投标报价）

未保留树木、建筑物和地下构筑物

管线及异常物（如果施工场地内的地面地下或水下发现有管线通过或其它异常物体时,应事先请有关部门协同查清,未查清前,不可动工,以免发生危险或造成其它损失）。

二、排水

场地积水不仅不便于施工,而且也影响工程质量,在施工之前,应该设法将施工场地范围内的积水或过高的地下水排走。

1、排除地面积水

在施工前,根据施工区地形特点在场地周围挖好排水沟(在山地施工为防山洪,在山坡上方应做截洪沟)。使场地内排水通畅,而且场外的水也不致流入。

在低洼处或挖湖施工时,除挖好排水沟外,必要时还应加筑围堪或设防水堤,为了排水通畅,排水沟的纵坡不应小于2%。沟的边坡值取1:1.5,沟底宽及深不小于50cm。

2、地下水的排除

排除地下水方法很多,但一般多采用明沟,引至集水井，并用水泵了排出；因为明沟较简单经济。一般按排水面积和地下水位的高低来安排排水系统,先定出主干渠和集水井的位置,再定支渠的位置和数目,土壤含水量大的要求排水迅速的,支渠分布应密些,其间距约1.5m左右,反之可疏。

在挖湖施工中应先挖排水沟,排水沟的深度,应深于水体挖深。沟可一次挖掘到底,也可以依施工情况分层下挖,采用哪种方式可根据出土方向决定。

▲ 排水沟一次挖到底, 双向出土挖湖施工示意

▲ 排水沟分层挖掘、单向出土挖湖施示意A、C、E均为排水沟

三、定点放线

在清场之后,为了确定施工范围及挖土或填土的标高,应按设计图纸的要求,用测量仪器在施工现场进行定点放线工作,这一步工作很重要,为使施工充分表达设计意图,测设时应尽量精确。

1、平整场地的放线

用经纬仪将图纸上的方格测设到地面上,并在每个交点处立桩木,边界上的桩木依图纸要求设置。

桩木的规格及标记方法如图所示。侧面须平滑,下端削尖,以便打入土中,桩上应表示出桩号(施工图上方格网的编号)和施工标高(挖土用"+"号,填土用"一"号)。

2、自然地形的放线

挖湖堆山,首先确定堆山或挖湖的边界线,但这样的自然地形放到地面上去是较难的;特别是在缺乏永久性地面物的空旷地上,在这种情况下应

先在施工图上画方格网,再把方格网放到地面上,而后把设计地形等高线和方格网的交点,一一标到地面上并打桩,桩木上也要标明桩号及施工标高。

堆山时由于土层不断升高，桩木可能被土埋没,所以桩的长度应大于每层填土的高度,土山不高于5m的,可用长竹竿做标高桩,在桩上把每层的标高一切定好不同层可用不同颜色标志,以便识别,这样可省点。另放线工作一种方法分层放线设置标高桩。这种方法适用于较高的山体。

▲ 定点桩

▲ 自然平地放线

▲ 高地分层放线

▲ 挖湖边坡样板

▲ 开沟龙门板

土方施工

土方工程施工包括挖、运、填、压四个内容。其施工方法可采用人力施工也可用机械化或半机械化施工。这要根据场地条件、工程量和当地施工条件决定。在规模较大,土方较集中的工程中,采用机械化施工较经济；但对工程量不大,施工点较分散的工程或因受场地限制,不便采用机械施工的地段,应该用人力施工或半机械化施工。

一、土方挖掘（程序）

1、人工：确定顺序和坡度》确定开挖边界和深度》分层开挖》修整边缘》清底

人力施工不但要组织好劳动力而且要注意安全和保证工程质量。

①施工者要有足够的工作面,一般平均每人应有4-6m2。

②开挖土方附近不得有重物及易坍落物。

③在挖土过程中,随时注意观察土质情况,要有合理的边坡,必垂直下挖者,松软土不得超过0.7m,中等密度者不超过1.25m,坚硬土不超过2m,超过以上数值的须设支撑板或保留符合规定的边坡。

④挖方工人不得在土壁下向里挖土,以防坍塌。

⑤在坡上或坡顶施工者,要注意坡下情况,不得向坡下滚落重物。

⑥施工过程中注意保护基桩、龙门板或标高桩。

2、机械：确定顺序和坡度》分段分层平均开挖》修边、清底

主要施工机械有：推土机、挖土机等在园林施工中推土机应用较广泛。

用推土机挖湖挖山，效率较高,但应注意以下几个方面：

1)推土前应识图或了解施工对象的情况,在动工之前应向推土机手介绍拟施工地段的地形情况及设计地形的特点，最好结合模型,使之一目了然。另外施工前还要了解实地定点放线情况,如桩位、施工标高等。这样施工起来司机心中有数，推土铲就象他手中的雕塑刀。能得心应手,随心所欲地按照设计意图去塑造地形。这一点对提高施工效率有很大关系，这一步工作做得好,在修饰山体(或水体)时便可以省去许多劳力物力。

2)注意保护表土: 在挖湖堆山时,先用推土机将施工地段的表层熟土(耕作层)推到施工场地外围,待地形整理停当,再把表土铺回来,这样做较麻烦费工,但对公园的植物生长却有很大好处。有条件之处应该这样做。

用推土机挖湖挖山，效率较高,但应注意以下几个方面：

3)桩点和施工放线要明显,推土机施工进进退退,其活动范围较大,施工地面高低不平,加上进车或退车时司机视线存在某些死角,所以桩木和施工放线很容易受破坏。为了解决这一问题。

a.应加高桩木的高度,桩木上可做醒目标志(如挂小彩旗或桩木上涂明亮的颜色)。以引起施工人员的注意。

b.施工期间,施工人员应该经常到现场,随时随地用测量仪器检查桩点和放线情况, 掌握全局,以免挖错(或堆错)位置。

挖方工程质量控制

① 质量标准

② 质量问题

基地超挖、桩基移位、基地未保护、施工顺序不合理、施工机械下沉、开挖尺寸不足边坡过陡、基坑不平直

二、土方运输

一般土方调配都力求土方就地平衡,以减少土方的搬运量,土方运输是较艰巨的劳动,人工运土一般都是短途的小搬运。车运人挑,这在有些局部或小型施工中还经常采用。

运输距离较长的,最好使用机械或半机械化运输。不论是车运人挑,运输路线的组织很重要,卸土地点要明确,施工人员随时指点,避免混乱和窝工。如果使用外来土垫地堆山,运土车辆应设专人指挥,卸土的位置要准确,否则乱堆乱卸,必然会给下一步施工增加许多不必要的小搬运,从而浪费了人力物力。

三、土方填筑

程序：基底地坪的清理》检验土质》分层铺土、耙平》分层夯实》检验密实度》修整找平验收

顺序：先石后土、先底土后表土、先近后远

填土应该满足工程的质量要求,土壤的质量要根据填方的用途和要求加以选择,在绿化地段土壤应满足种植植物的要求,而做为建筑用地则以要求将来地基的稳定为原则。利用外来土垫地堆山,对土质应该检定放行,劣土及受污染的土壤,不应放入施工场地内以免将来影响植物的生长和影响游人健康。

1)大面积填方应该分层填筑,一般每层20一5Ocm,有条件的应层层压实。

2)在斜坡上填土,为防止新填土方滑落,应先把土坡挖成台阶状,然后再填方。这样可保证新填土方的稳定。

3)推土或挑土堆山

一般以环形线为宜，车辆或人挑满载上山，土卸在路两侧，空载的呈（人）沿路线继续前行下山，车（人）不走回头路不交叉穿行 ,所以不会顶流拥挤。随着卸土,山势逐渐升高,运土路线也随之升高,这样既组织了人流,又使土山分层上升,部分土方边卸边压实,这不仅有利于山体的稳定,山体表面也较自然。如果土源有几个来向,运土路线可根据设计地形特点安排几个小环路,小环路以人流车辆不相互干扰为原则。